KR102138182B1

KR102138182B1 - camera module

Info

Publication number: KR102138182B1
Application number: KR1020130083458A
Authority: KR
Inventors: 이진호
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2013-07-16
Filing date: 2013-07-16
Publication date: 2020-07-27
Anticipated expiration: 2033-07-16
Also published as: KR20150009247A

Abstract

카메라 모듈에 관한 것이다.
카메라 모듈은 제1면에 형성되는 제1홈부와 상기 제1홈부의 중심영역에 형성되는 관통홀을 포함하는 기판, 상기 기판의 제2면 상에 배치되며, 복수의 렌즈 어레이 층을 포함하는 렌즈 어셈블리, 그리고 상기 제1홈부에 배치되며, 상기 렌즈 어셈블리를 통과하여 입사되는 광을 수광하여 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서 어레이를 포함한다. It is about the camera module.
The camera module includes a substrate including a first groove formed in a first surface and a through hole formed in a central region of the first groove, a lens disposed on a second surface of the substrate, and comprising a plurality of lens array layers An assembly and an image sensor array disposed in the first groove and receiving light passing through the lens assembly and converting the light into an electrical signal.

Description

Camera module

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다. The present invention relates to a camera module.

이미지 센서(image sensor)는 피사체 정보를 검지하여 전기적인 영상신호로 변환하는 반도체 소자이다. An image sensor is a semiconductor device that detects subject information and converts it into an electrical image signal.

이미지센서는 CCD(Charge Coupled Device)형 이미지 센서와 CMOS형 이미지센서로 구분될 수 있다. The image sensor can be classified into a CCD (Charge Coupled Device) type image sensor and a CMOS type image sensor.

CCD형 이미지 센서는 수광부에서 발생한 전자를 CCD를 이용하여 전달하여 마지막 단에서 전압형태로 변환하기 때문에 노이즈 특성은 우수하지만 고가이며, 고화질 디지털 카메라 및 캠코더에 주로 사용된다.The CCD type image sensor transmits the electrons generated from the light-receiving unit using a CCD and converts it into a voltage at the last stage, so it has excellent noise characteristics but is expensive, and is mainly used in high-definition digital cameras and camcorders.

CMOS 이미지 센서는 각각의 수광부에서 발생한 전자를 전압으로 변환하고 이를 마지막 단까지 전달하는 방식으로, 신호가 약하고 잡음이 유입될 경로가 많다는 단점이 있다. 그러나, 최근 반도체 공정 기술이 발달하면서, CDS(Correlated Double Sampling) 방식을 사용하여 잡음을 감소시킬 수 있는 방법이 개발되면서, 디지털 카메라, 카메라 기능을 갖는 모바일 폰, PC 카메라 등, 그 사용범위가 확대되고 있다.The CMOS image sensor converts electrons generated in each light-receiving unit into voltages and delivers them to the final stage, which has the disadvantage that the signal is weak and there are many paths through which noise is introduced. However, as semiconductor process technology has recently been developed, a method capable of reducing noise using a CDS (Correlated Double Sampling) method has been developed, and the use range of digital cameras, mobile phones with camera functions, PC cameras, etc. has expanded. Is becoming.

보통 이미지 센서는 단위 화소로 사용되며, 소정 규격의 이미지를 얻기 위해서는 다수의 이미지 센서를 소정의 열과 행으로 배치한 이미지 센서 어레이(image sensor array)가 사용될 수 있다. Usually, an image sensor is used as a unit pixel, and an image sensor array in which a plurality of image sensors are arranged in a predetermined column and row may be used to obtain an image of a predetermined standard.

카메라 모듈에 포함되는 이미지 센서 어레이는 렌즈 어레이와 결합되기 전에, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB) 상에 표면실장기술(Surface Mount Technology, SMT) 방식으로 실장된다. 이 과정에서, 이미지 센서 어레이와 PCB에 소정의 열이 가해지게 된다. The image sensor array included in the camera module is mounted in a surface mount technology (SMT) method on a printed circuit board (PCB) before being combined with the lens array. In this process, a predetermined amount of heat is applied to the image sensor array and the PCB.

한편, 이미지 센서 어레이를 SMT 실장하기 위해 열을 가한 뒤 식히는 과정에서 이미지 센서와 PCB간의 수축률 차이로 인해 이미지 센서 어레이가 휘어지는 휨(wrapage) 현상이 발생하게 된다. 이러한 휨 현상은 카메라 모듈의 해상력 열화를 발생시키는 원인으로 작용한다. Meanwhile, in the process of applying heat to cool the SMT to mount the image sensor array, a warpage phenomenon in which the image sensor array is bent occurs due to a difference in shrinkage between the image sensor and the PCB. This bending phenomenon acts as a cause of deterioration of the resolution of the camera module.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 카메라 모듈의 패키징 과정에서의휨 발생을 최소화하여 해상력 열화를 억제하기 위한 카메라 모듈을 제공하는 것이다. The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a camera module for suppressing the deterioration of resolution by minimizing the occurrence of warpage in the packaging process of the camera module.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 카메라 모듈은 제1면의 중심 영역에 형성되는 제1홈부와 상기 제1홈부의 중심영역에 형성되는 관통홀을 포함하는 기판, 상기 기판의 제2면 상에 배치되며, 복수의 렌즈 어레이 층을 포함하는 렌즈 어셈블리, 그리고 상기 제1홈부에 배치되며, 상기 렌즈 어셈블리를 통과하여 입사되는 광을 수광하여 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서 어레이를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, the camera module is disposed on a second surface of the substrate, a substrate including a first groove formed in a central region of the first surface and a through hole formed in a central region of the first groove The lens assembly includes a plurality of lens array layers, and an image sensor array which is disposed in the first groove and receives light incident through the lens assembly and converts it into an electrical signal.

본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈은 양면에 홈부가 형성된 세라믹 기판을 적용하여 휨 현상을 최소화하고 소형화, 슬림화가 가능한 효과가 있다. The camera module according to an embodiment of the present invention has an effect of minimizing warpage and miniaturizing and slimming by applying a ceramic substrate having grooves on both sides.

또한, 폴리머 렌즈를 이용하여 렌즈 간의 뒤초점거리 편차를 보상함으로써, 뒤초점거리 편차를 최소화하여 해상력 열화를 방지하는 효과가 있다. In addition, by using a polymer lens to compensate for the deviation of the focal length between the lenses, there is an effect of minimizing the deviation of the focal length between the lenses to prevent resolution deterioration.

도 1은 카메라 모듈의 일 예를 도시한 것으로서, 카메라 모듈을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈을 구성하는 일부 구성요소를 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 이미지 센서 어레이가 결합된 기판의 단면을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 어셈블리의 확대 단면도이다. 1 illustrates an example of a camera module, and is a cross-sectional view schematically showing the camera module.
2 is a cross-sectional view showing a camera module according to an embodiment of the present invention.
3 is an exploded perspective view showing some components constituting a camera module according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view illustrating a cross-section of a substrate to which an image sensor array is coupled.
5 is an enlarged cross-sectional view of a lens assembly according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The present invention can be applied to various changes and may have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated and described in the drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms including ordinal numbers such as second and first may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components. For example, the second component may be referred to as a first component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the first component may also be referred to as a second component. The term and/or includes a combination of a plurality of related described items or any one of a plurality of related described items.

또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.In addition, the suffixes "module" and "part" for components used in the following description are given or mixed only considering the ease of writing the specification, and do not have a meaning or a role that is distinguished from each other.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When an element is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that other components may be directly connected to or connected to the other component, but there may be other components in between. It should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.

본 문서에서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하부/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상부/위 또는 하부/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. In this document, each layer (film), region, pattern or structure is formed "on/on" or "bottom/under" of the substrate, each layer (film), region, pad or pattern. In the case described as being, "on/up" and "under" include both "directly" or "indirectly" formed through another layer. In addition, the criteria for the top/top or bottom/bottom of each layer will be described based on the drawings.

또한, 도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.In addition, in the drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, terms such as “include” or “have” are intended to indicate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, and that one or more other features are present. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains. Terms, such as those defined in a commonly used dictionary, should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. Does not.

도 1은 카메라 모듈의 일 예를 도시한 것으로서, 카메라 모듈을 개략적으로 도시한 단면도이다. 1 illustrates an example of a camera module, and is a cross-sectional view schematically showing the camera module.

도 1을 참조하면, 카메라 모듈은 기판(10), 이미지 센서 어레이(21), 렌즈 어셈블리(assembly)(30) 등을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the camera module may include a substrate 10, an image sensor array 21, a lens assembly 30, and the like.

기판(10)은 서로 전기적으로 연결되는 도전성 회로 패턴을 포함하는 경성 인쇄회로기판(Rigid Printed Circuit Boared, Rigid-PCB), 경연성인쇄회로기판(Rigid-Flexible Printed Circuit Board, RFPCB) 등을 포함할 수 있다. The substrate 10 may include a Rigid Printed Circuit Boared (Rigid-PCB), a Rigid-Flexible Printed Circuit Board (RFPCB), and the like including conductive circuit patterns electrically connected to each other. Can.

기판(10) 상에는 이미지 센서 어레이(21)가 실장될 수 있다. The image sensor array 21 may be mounted on the substrate 10.

이미지 센서 어레이(21)는 이미지 센서 어레이(21) 상에 커버 유리(cover glass)(22)가 안착되는 칩 사이즈 패키지(Chip Size Package, CSP) 타입으로 구현될 수 있다. 커버 유리(22) 상에는 렌즈 어셈블리(30)가 정렬(align)된다. The image sensor array 21 may be implemented in a chip size package (CSP) type in which a cover glass 22 is mounted on the image sensor array 21. On the cover glass 22, the lens assembly 30 is aligned.

이미지 센서 어레이(21)는 솔더 볼 등 전기적 접속 수단(23)을 통해 기판(10)에 전기적으로 연결되며, 이 과정에서 표면실장기술(Surface Mount Technology, SMT)이 사용될 수 있다. The image sensor array 21 is electrically connected to the substrate 10 through an electrical connection means 23 such as a solder ball, and surface mount technology (SMT) may be used in this process.

한편, SMT 방식의 특성 상 접속 과정에서 이미지 센서 어레이(21)와 기판(10)에는 열이 가해지게 된다. 이미지 센서 어레이(21)와 기판(10)은 서로 다른 열팽창계수를 가지며, 이로 인해 열이 가해졌다가 식는 과정에서 이미지 센서 어레이(21)가 휘어지는 휨(wrapage) 현상이 발생한다. 이미지 센서 어레이(21)의 휨(wrapage) 현상은 카메라 모듈의 품질을 떨어뜨리는 요인으로 작용할 수 있다. On the other hand, due to the nature of the SMT method, heat is applied to the image sensor array 21 and the substrate 10 during a connection process. The image sensor array 21 and the substrate 10 have different coefficients of thermal expansion, and as a result, a warpage phenomenon in which the image sensor array 21 is bent in the process of heating and cooling is generated. The warpage phenomenon of the image sensor array 21 may act as a factor that degrades the quality of the camera module.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 이미지 센서 어레이의 휨 현상을 최소화하기 위해 세라믹 재질의 기판에 이미지 센서 어레이를 수용하기 위한 범프(bump)를 Therefore, in an embodiment of the present invention, a bump for accommodating the image sensor array on a ceramic substrate is used to minimize warpage of the image sensor array.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or corresponding components are assigned the same reference numbers regardless of reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈을 도시한 단면도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈을 구성하는 일부 구성요소를 도시한 분해 사시도이다. 또한, 도 4는 이미지 센서 어레이가 결합된 기판의 단면을 도시한 단면도이다. 또한, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 어셈블리의 확대 단면도이다. 2 is a cross-sectional view showing a camera module according to an embodiment of the present invention. In addition, Figure 3 is an exploded perspective view showing some components constituting the camera module according to an embodiment of the present invention. In addition, Figure 4 is a cross-sectional view showing a cross-section of the substrate to which the image sensor array is coupled. In addition, Figure 5 is an enlarged cross-sectional view of the lens assembly according to an embodiment of the present invention.

도 2를 카메라 모듈은 기판(100), 이미지 센서 어레이(210), 렌즈 어셈블리(300) 등을 포함할 수 있다. 2, the camera module may include a substrate 100, an image sensor array 210, a lens assembly 300, and the like.

기판(100)의 배면에는 이미지 센서 어레이(210)가 배치될 수 있다. 또한, 기판(100)의 상면에는 렌즈 어셈블리(300)가 배치될 수 있다. 기판(100)은 이미지 센서 어레이(210)와 렌즈 어셈블리(300)를 지지하는 기능을 수행한다. An image sensor array 210 may be disposed on the rear surface of the substrate 100. In addition, the lens assembly 300 may be disposed on the upper surface of the substrate 100. The substrate 100 functions to support the image sensor array 210 and the lens assembly 300.

도 3 내지 도 4를 참조하면, 기판(100) 배면의 중심 영역에는 제1홈부(110)가 형성될 수 있다. 제1홈부(110)에는 이미지 센서 어레이(210)가 배치될 수 있다.3 to 4, a first groove portion 110 may be formed in a central region of the rear surface of the substrate 100. An image sensor array 210 may be disposed in the first groove 110.

이미지 센서 어레이(210)가 제1홈부(110) 내부에 수용될 수 있도록, 기판(100)의 배면에서 제1홈부(110)가 차지하는 면적은 이미지 센서 어레이(210)의 면적과 같거나 그 이상일 수 있다. 또한, 제1홈부(110)의 깊이(D₁)는 이미지 센서 어레이(210)의 높이에 따라 결정되며, 이미지 센서 어레이(210)의 높이와 같거나 그 이상일 수 있다. The area occupied by the first groove 110 on the rear surface of the substrate 100 may be equal to or greater than the area of the image sensor array 210 so that the image sensor array 210 may be accommodated inside the first groove 110. Can be. In addition, the depth D ₁ of the first groove 110 is determined according to the height of the image sensor array 210 and may be equal to or higher than the height of the image sensor array 210.

기판(100) 상부면의 중심 영역에는 제2홈부(120)가 형성될 수 있다. 제2홈부(120)에는 커버 유리(220)가 접합될 수 있다. 커버 유리(220)가 제2홈부(120) 내부에 수용될 수 있도록, 기판(100)의 상부면에서 제2홈부(120)가 차지하는 면적은 커버 유리(220)의 면적과 같거나 그 이상일 수 있다. The second groove portion 120 may be formed in the central region of the upper surface of the substrate 100. The cover glass 220 may be bonded to the second groove 120. The area occupied by the second groove 120 on the upper surface of the substrate 100 may be equal to or greater than the area of the cover glass 220 so that the cover glass 220 may be accommodated inside the second groove 120. have.

제2홈부(120)의 깊이(D₂)는 렌즈 어셈블리(300)의 초점 거리에 따라서 달라질 수 있다. 또한, 또한, 제2홈부(120)의 깊이(D₂)는 커버 유리(220)의 높이와 같거나 그 이상일 수 있다. The depth D ₂ of the second groove 120 may vary depending on the focal length of the lens assembly 300. In addition, the depth D ₂ of the second groove 120 may be equal to or higher than the height of the cover glass 220.

한편, 커버 유리(220)의 일면에는 렌즈 어셈블리(300)를 통과하여 입사되는 광 중에서 적외선을 차단하는 적외선 차단부재(IR cut off material)(미도시)가 결합될 수 있다. 적외선 차단부재는 IR 필터 또는 IR 필름으로 구성되며, UV 접착제 또는 열경화성 본드 등을 이용하여 커버 유리(220)에 부착될 수 있다. Meanwhile, an IR cut off material (not shown) that blocks infrared rays from light incident through the lens assembly 300 may be coupled to one surface of the cover glass 220. The infrared blocking member is composed of an IR filter or an IR film, and may be attached to the cover glass 220 using a UV adhesive or a thermosetting bond.

커버 유리(220)의 일면에 적외선 차단 부재가 부착되는 경우, 제2홈부(120)의 깊이(D₂)는 적외선 차단부재를 포함하는 커버 유리(220)의 높이와 같거나 그 이상으로 형성될 수 있다. When an infrared blocking member is attached to one surface of the cover glass 220, the depth D ₂ of the second groove 120 may be formed to be equal to or higher than the height of the cover glass 220 including the infrared blocking member. Can be.

제1홈부(110)와 제2홈부(120)의 높이는 서로 같거나 다를 수 있다. 또한, 제1홈부(110)와 제2홈부(120)가 각 면에서 차지하는 면적은 서로 같거나 다를 수 있다. The heights of the first groove portion 110 and the second groove portion 120 may be the same or different from each other. In addition, the areas occupied by the first and second grooves 110 and 120 may be the same or different from each other.

기판(100)의 중심 영역에는 제1홈부(110)와 제2홈부(120)를 관통하는 관통홀(130)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 렌즈 어셈블리(300)를 통과한 광은 기판(100) 상의 관통홀(130)을 통과하여 이미지 센서 어레이(210)로 수광될 수 있다. A through hole 130 penetrating the first groove portion 110 and the second groove portion 120 may be formed in the central region of the substrate 100. Accordingly, light passing through the lens assembly 300 may pass through the through hole 130 on the substrate 100 and be received by the image sensor array 210.

제1홈부(110)와 제2홈부(120)가 각 면에서 차지하는 면적은 관통홀(130)의 크기 이상일 수 있다. 즉, 관통홀(130)의 크기는 제1홈부(1100 및 제2홈부(120)가 각 면에서 차지하는 영역의 크기보다 작게 형성될 수 있다. The area occupied by the first groove portion 110 and the second groove portion 120 on each surface may be greater than or equal to the size of the through hole 130. That is, the size of the through hole 130 may be formed smaller than the size of the area occupied by the first grooves 1100 and the second grooves 120 on each surface.

관통홀(130)이 형성되지 않은 기판(100)의 외곽 영역(140)은 회로 패턴(미도시)과 적어도 하나의 수동 소자(미도시)를 포함할 수 있다. 수동소자는 이미지 센서를 구동시키기 위해 실장되는 저항기, 콘덴서 등 각종 부품을 나타내며, 전도성 물질을 매개로 외곽 영역(140) 상에 실장될 수 있다The outer region 140 of the substrate 100 on which the through hole 130 is not formed may include a circuit pattern (not shown) and at least one passive element (not shown). The passive element represents various components such as resistors and capacitors mounted to drive the image sensor, and may be mounted on the outer region 140 via a conductive material.

또한, 외곽 영역(140)에 형성된 회로 패턴은 이미지 센서 어레이(210)와 전기적으로 연결될 수 있다. Also, the circuit pattern formed in the outer region 140 may be electrically connected to the image sensor array 210.

기판(100) 상에 형성된 회로 패턴은 플립칩 본딩, 와이어 본딩 등 다양한 방식으로 이미지 센서 어레이(210)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 플립칩 본딩 방식으로 이미지 센서 어레이(210)와 전기적으로 연결될 수 있다. The circuit pattern formed on the substrate 100 may be connected to the image sensor array 210 in various ways, such as flip chip bonding and wire bonding. For example, the image sensor array 210 may be electrically connected by a flip chip bonding method.

플립칩 본딩 방식을 예로 들면, 기판(100)에서 이미지 센서 어레이와(210)와 접하는 면 즉, 제1홈부(110)의 저면에서 관통홀(130)이 형성되지 않은 외곽 영역에는 회로 패턴과 전기적으로 연결되는 본딩 패드(미도시)가 적어도 하나 마련될 수 있다. 그리고, 솔더링을 통해 이미지 센서 어레이(210)가 본딩 패드에 접합되는 플립칩 본딩 방식으로, 이미지 센서 어레이(210)와 회로패턴이 전기적으로 연결된다. For example, the flip-chip bonding method, the circuit pattern and electrical in the outer region where the through hole 130 is not formed on the surface of the substrate 100 in contact with the image sensor array 210, that is, the bottom surface of the first groove 110. At least one bonding pad (not shown) connected to each other may be provided. In addition, the image sensor array 210 and the circuit pattern are electrically connected in a flip-chip bonding method in which the image sensor array 210 is bonded to the bonding pad through soldering.

커버 유리(220)는 접착 패드(미도시), 접착제(미도시), 접착 시트(미도시) 등을 이용하여 기판(100) 즉, 제2홈부(120)의 저면에 부착될 수 있다. 기판(100)에서 커버 유리(220)와 접하는 면에는 커버 유리(220)를 접착하기 위한 접착 부재(미도시)가 마련되며, 접착 부재를 통해 커버 유리(220)가 기판(100)의 제2홈부(120)에 부착될 수 있다. The cover glass 220 may be attached to the bottom surface of the substrate 100, that is, the second groove portion 120 using an adhesive pad (not shown), an adhesive (not shown), an adhesive sheet (not shown), or the like. An adhesive member (not shown) for adhering the cover glass 220 is provided on a surface of the substrate 100 in contact with the cover glass 220, and the cover glass 220 is attached to the second surface of the substrate 100 through the adhesive member. It may be attached to the groove portion 120.

전술한 바와 같이, 기판(100)의 각 면에 홈부(110, 120)를 각각 형성하고, 홈부(110, 120)에 이미지 센서 어레이(210)와 커버 유리(220)를 삽입함으로써, 카메라 모듈의 전체적인 높이를 줄이는 효과가 있다. 또한, 수동 소자를 기판(100)의 외곽 영역에 실장함으로써 카메라 모듈의 전체적인 크기를 줄이는 효과가 있다.As described above, by forming the grooves 110 and 120 on each side of the substrate 100, and inserting the image sensor array 210 and the cover glass 220 into the grooves 110 and 120, the camera module It has the effect of reducing the overall height. In addition, there is an effect of reducing the overall size of the camera module by mounting the passive element in the outer region of the substrate 100.

또한, 전술한 구조의 카메라 모듈은 이미지 센서 어레이(210)를 기판(100) 상에 실장하는 공정에서 SMT 공정을 생략하거나, SMT를 수행하는 면적을 최소화하여 카메라 모듈 패키지의 휨 현상을 최소화하는 것이 가능하다. In addition, the camera module of the above-described structure is to minimize the warpage of the camera module package by omitting the SMT process in the process of mounting the image sensor array 210 on the substrate 100 or by minimizing the area to perform the SMT. It is possible.

한편, 기판(100)은 경성의 세라믹(ceramic) 기판을 포함할 수 있다. 세라믹 기판의 경우 열에 의한 변형이 적어 휨 현상을 최소화할 수 있으며, 방열 성능이 우수하여 카메라 모듈의 전체적인 방열 성능을 향상시키는 효과가 있다. On the other hand, the substrate 100 may include a rigid ceramic (ceramic) substrate. In the case of a ceramic substrate, there is little deformation due to heat, and thus a bending phenomenon can be minimized, and the heat dissipation performance is excellent, thereby improving the overall heat dissipation performance of the camera module.

다시, 도 1을 보면, 이미지 센서 어레이(210)는 CCD 또는 CMOS 방식으로 동작하는 복수의 이미지 센서를 포함한다. 이미지 센서 어레이(210)는 베어 웨이퍼(bare wafer) 상에 복수의 이미지 센서가 소정 간격으로 배열되어 형성될 수 있다. Referring to FIG. 1 again, the image sensor array 210 includes a plurality of image sensors operating in a CCD or CMOS method. The image sensor array 210 may be formed by arranging a plurality of image sensors at a predetermined interval on a bare wafer.

베어 웨이퍼의 상면에서 기판(100)과 접하는 외곽 영역에는 본딩 패드, 솔더 볼(solder ball) 등 전기적인 접속 수단(미도시)이 적어도 하나 마련될 수 있다. 이미지 센서 어레이(210)는 이러한 전기적 접속 수단을 통해 기판(100)에 마련된 회로패턴과 전기적으로 연결될 수 있다. At least one electrical connection means (not shown), such as a bonding pad and a solder ball, may be provided on an outer region of the bare wafer that contacts the substrate 100. The image sensor array 210 may be electrically connected to a circuit pattern provided on the substrate 100 through such electrical connection means.

이미지 센서 어레이(210)는 렌즈 어셈블리(300)를 통과하여 입사하는 광을 수광하여 영상 신호를 생성시킨다. 이미지 센서 어레이(210)에 의해 생성된 영상 신호는 기판(100) 상에 형성된 회로 패턴을 통해 전기적으로 접속된 외부 기기에 송출되어 이미지로 디스플레이될 수 있다. The image sensor array 210 receives light incident through the lens assembly 300 to generate an image signal. The image signal generated by the image sensor array 210 may be transmitted to an external device electrically connected through a circuit pattern formed on the substrate 100 and displayed as an image.

이미지 센서 어레이(210)는 칩 사이즈 패키지(Chip Size Package, CSP) 타입으로 구현될 수 있다. The image sensor array 210 may be implemented in a chip size package (CSP) type.

렌즈 어셈블리(300)는 광축(Optical Axis, OA)을 따라 복수의 렌즈 어레이가 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다. The lens assembly 300 may be formed by sequentially stacking a plurality of lens arrays along an optical axis (OA).

도 5를 예로 들면, 3층의 렌즈 어레이(L1, L2, L3)가 광축(OA)을 따라 순차적으로 적층되어 렌즈 어셈블리(300)를 형성한다. 그러나, 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않음을 분명히 밝혀둔다. 본 발명의 실시 예에서는 광축(OA)을 따라 3개 층보다 적거나 3개 층 이상의 렌즈 어레이가 적층되어 렌즈 어셈블리를 구성할 수도 있다. For example, in FIG. 5, the three-layer lens arrays L1, L2, and L3 are sequentially stacked along the optical axis OA to form the lens assembly 300. However, it is apparent that embodiments of the present invention are not limited thereto. In an embodiment of the present invention, a lens assembly may be configured by stacking less than three layers or three or more layers of lens arrays along the optical axis OA.

도 5를 참조하면, 렌즈 어셈블리(300)는 각 렌즈 어레이(L1, L2, L3)를 소정 간격 이격시키기 위한 스페이서(310)를 포함한다. 한편, 도 5에서는 설명의 편의를 위해 각 렌즈 어레이(L1, L2, L3)가 하나의 렌즈를 포함하는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않음을 분명히 밝혀둔다. 본 발명의 실시 예에서 각 층을 이루는 렌즈 어레이는 웨이퍼 상에 소정 간격 이격되어 배열되는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 5, the lens assembly 300 includes a spacer 310 to space each lens array L1, L2, L3 at a predetermined distance. On the other hand, in FIG. 5, for convenience of description, the case where each lens array L1, L2, L3 includes one lens is illustrated as an example, but it is clearly revealed that the embodiment of the present invention is not limited thereto. In an embodiment of the present invention, the lens array forming each layer may include a plurality of lenses arranged at a predetermined interval on the wafer.

렌즈는 투명한 재질을 구면 또는 비구면으로 만들어 물체로부터 입사되는 광을 모으거나 발산시켜 광학적 상을 맺게 한다. 렌즈는 재료에 따라 플라스틱 렌즈, 유리 렌즈, 폴리머(polymer) 렌즈 등으로 구분될 수 있다. The lens makes a transparent material into a spherical or aspherical surface to collect or diverge light incident from an object to form an optical image. Lenses can be classified into plastic lenses, glass lenses, polymer lenses, etc., depending on the material.

플라스틱 렌즈는 수지를 몰드에 넣어 가압 및 경화하여 웨이퍼 레벨로 제작한 후 개별화하는 것으로 제조 비용이 저렴하고 대량 생산이 가능하다. The plastic lens is manufactured by pressing the resin into a mold, pressing and curing to produce a wafer level, and then individualizing it.

유리 렌즈는 고해상도의 구현에는 유리하나 유리를 절삭 및 연마하여 제조되기 때문에 공정이 복잡하고 단가가 높으며 구형 또는 평면 이외의 렌즈 구현이 어렵다는 단점이 있다.Glass lenses are advantageous for realizing high resolution, but because they are manufactured by cutting and polishing glass, the process is complicated, the cost is high, and there are disadvantages in that lenses other than spherical or planar are difficult to implement.

폴리머(polymer) 렌즈는 광학적 특성과 내충격성이 우수하고, 경량화가 가능하며 환경 친화적이 특징이 있다. 특히, 폴리머 렌즈는 가공성이 우수한 특성이 있다. 특히, 전압을 인가하면 변형되는 특성이 있다. Polymer lenses have excellent optical properties and impact resistance, are lightweight, and are environmentally friendly. In particular, polymer lenses have excellent processability. In particular, there is a characteristic of deformation when a voltage is applied.

렌즈 어셈블리(300)는 복수의 렌즈 어레이(L1, L2, L3) 중 적어도 하나가 폴리머 렌즈를 포함하도록 마련될 수 있다. The lens assembly 300 may be provided such that at least one of the plurality of lens arrays L1, L2, and L3 includes a polymer lens.

도 5를 예로 들면, 복수의 렌즈 어레이(L1, L2, L3) 중 기판(100) 측에 인접한 렌즈 어레이(L3)가 폴리머 렌즈를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 5, the lens array L3 adjacent to the substrate 100 side of the plurality of lens arrays L1, L2, and L3 may include a polymer lens.

폴리머는 압력을 받으면 전하가 생성되며, 반대로 전압을 인가하면 변형되는 압전 소자로서, 폴리머 렌즈는 전압이 인가되면 곡률이 변화하여 초점 거리가 변경될 수 있다. A polymer is a piezoelectric element that deforms when a voltage is applied, and conversely, when a voltage is applied, the polymer lens may change a focal length by changing a curvature when a voltage is applied.

각 렌즈 어레이(L1, L2, L3)는 이상적인 경우 각 렌즈 어레이 층을 구성하는 복수의 렌즈가 모두 동일한 광 특성을 가져야 하나, 생산 및 조립 과정에서 하나의 어레이를 형성하는 복수의 렌즈 어레이 간의 광 특성이 서로 달라져 뒤초점거리(Back Focal Length, BFL) 편차가 발생할 수 있다. In the ideal case, each lens array (L1, L2, L3) should have the same optical characteristics of a plurality of lenses constituting each lens array layer, but optical characteristics between a plurality of lens arrays forming one array during production and assembly Due to these differences, deviations in back focal length (BFL) may occur.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 각 렌즈 어레이(L1, L2, L3)를 구성하는 복수의 렌즈의 BFL 편차를 보상하도록, 적어도 하나의 렌즈 어레이(L1, L2, L3) 층이 폴리머 렌즈를 포함하도록 구성한다. 그리고, 각 폴리머 렌즈에 BFL 편차에 대응하는 전압을 인가하여 폴리머 렌즈의 곡률을 제어함으로써, 렌즈 어셈블리(300)의 BFL 편차를 후보정한다. 이를 위해, 각 폴리머 렌즈의 양 끝단에는 압전 필름(Piezo film)(321, 322)이 배치될 수 있다. Accordingly, in an embodiment of the present invention, to compensate for BFL deviation of a plurality of lenses constituting each lens array L1, L2, L3, at least one lens array L1, L2, L3 layer includes a polymer lens Make up. Then, by applying a voltage corresponding to the BFL deviation to each polymer lens to control the curvature of the polymer lens, the BFL deviation of the lens assembly 300 is candidate. To this end, piezo films 321 and 322 may be disposed at both ends of each polymer lens.

전술한 구조의 카메라 모듈은 양면에 홈부가 형성된 세라믹 기판을 적용하여 휨 현상을 최소화하고 소형화, 슬림화가 가능한 효과가 있다. The camera module having the above-described structure has an effect of minimizing warpage and miniaturizing and slimming by applying a ceramic substrate having grooves on both sides.

또한, 폴리머 렌즈를 적용함으로써, 렌즈 어레이 층수를 축소하거나 조립후편차 보상이 가능하여 조립 민감도를 감소시키는 효과가 있다. In addition, by applying a polymer lens, it is possible to reduce the number of lens array layers or compensate for post-assembly deviation, thereby reducing assembly sensitivity.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although described above with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You can understand that you can.

Claims

A substrate including a first groove formed on a first surface, a second groove formed on a second surface, and a through hole penetrating through the first groove and the second groove,
A lens assembly disposed on the second surface of the substrate and including a plurality of lens array layers,
Cover glass accommodated in the second groove, and
An image sensor array disposed in the first groove and receiving light passing through the lens assembly and converting it into an electrical signal,
A camera module in which the lens array layer closest to the substrate among the plurality of lens array layers includes a polymer lens.

According to claim 1,
A camera module further comprising an infrared blocking member coupled to one surface of the cover glass.

According to claim 1,
An outer region of the first and second groove portions of the substrate includes a circuit pattern and at least one passive element.

According to claim 1,
The depth of the second groove portion is a camera module that changes according to the focal length of the lens assembly.

According to claim 1,
A camera module in which piezoelectric films are disposed at both ends of the polymer lens.

According to claim 1,
The curvature of the polymer lens is a camera module that varies depending on the voltage applied to the polymer lens.